Розглянемо екологічні аспекти плану заходів щодо успішної реалізації Національної водневої стратегії Словаччини до 2026 року

У 2015 році була створена Словацька національна воднева асоціація Národná vodíková asociácia Slovenska (NVAS), як спільна ініціатива фізичних та юридичних осіб з метою підтримки досліджень, впровадження та використання нових технологій, які активно використовують водень та паливні елементи. 

NVAS є співавтором Національної водневої стратегії та зараз працює над Планом дій, комплексом заходів для підтримки розвитку водню в Словаччині.

Основні цілі NVAS:

• впровадження в Словаччині передового досвіду формування ефективної державної політики та створення законодавства;
• приносити користь своїм членам щодо регуляторних рішень, нових політик і технологій у сфері водню та паливних елементів. Створення та обмін мережами потенційних ділових і професійних партнерів;
• внесок у перетворення словацької енергетики, промисловості та транспорту на низьковуглецеві.

Довідково:  Основні напрямки діяльності NVAS: Дослідження та розробки в галузі водневих технологій; Формування позитивної громадської думки про водень серед непрофесіоналів; Підтримка використання водневих технологій в енергетиці, транспорті, промисловості та побуті; Визначення придатних бізнес-моделей для використання водню в умовах Словаччини; Виявлення бар’єрів для кращої інтеграції водню в енергетичну систему Словаччини; Активна участь у розробці політики та коментування національної політики просування водню відповідно до європейської політики; Підтримка міст та регіонів у впровадженні прогресивних та безвуглецевих водневих технологій; Комунікація з Європейською комісією та європейськими водневими агентствами з метою обміну інформацією та участі в міжнародних проектах; Співпраця з спорідненими асоціаціями з метою пошуку синергії та взаємної підтримки в модернізації економічного сектора та зміцнення екологічної свідомості населення Словаччини

За даними NVAS ціна виробництва 1 кг водню залежить від способу виробництва. Для виробництва зеленого водню також необхідно враховувати різну ціну в окремих частинах світу, залежно від того, скільки коштує виробництво електроенергії з відновлюваних джерел енергії. Ціна виробництва водню коливається в наступних цифрах:

• паровий риформінг природного газу (сірий водень) – 1,5 – 2,5 €/кг
• газифікація вугілля (чорний/коричний водень) – 1,8 – 2,5 €/кг
• електроліз води (зелений водень) – 5 – 8 €/кг

Довідково: За даними NVAS для кінцевого споживача ціна водню за 1 кг  на АЗС наразі становить 12,85 євро в Німеччині (де розташовано найбільше АЗС). Переводячи в кілометри і використовуючи середнє споживання 1 кг на 100 км, 1 км на водневому електромобілі обійдеться приблизно в 0,1285 євро. Порівняно зі звичайним паливом водневий електромобіль наразі дорожчий в експлуатації. Однак ціна повинна знизитися в майбутньому зі збільшенням виробництва. Заправка повного бака Hyundai Nexo (6,3 кг) із заявленим запасом ходу 665 км обійдеться сьогодні приблизно в 80 євро. Щодо розвитку водневих технологій у найближчі 10 років, то воднева економіка не буде достатньо розвиненою без допомоги державних субсидій. Щоб знизити ціну, необхідно інвестувати у виробництво. У найближчі роки в Європі переважатиме підтримка низьких і нульових викидів (зелений водень), метою є будівництво 40 ГВт електролізерів у межах ЄС до 2030 року та підтримка будівництва ще 40 ГВт електролізерів за межами ЄС для збільшення імпорту. Окрім збільшення виробничих потужностей, ціна зеленого водню також знизиться за рахунок технічного прогресу та підвищення ефективності самих електролізерів.

Національна  воднева  стратегія Словаччини (НВС) була затверджена урядом влітку 2021 року. Вона визначає стратегічну роль держави у використанні водневих технологій. Її метою є підвищення конкурентоспроможності Словаччини та водночас внесок у вуглецевонейтральне суспільство відповідно до Паризької кліматичної угоди. Через стратегію держава має створити основу для використання водню у всьому його ланцюзі.

Національна воднева стратегія є ключовим документом, який визначає та визначає напрямок розвитку водневих технологій у Словаччині. 

Думки експертів:

«Впроваджуючи Національну водневої стратегії, Словаччина приєдналася до країн Європейського Союзу, які створили державні механізми для виконання мети «досягнення кліматично нейтрального суспільства до 2050.» Юрай Сінай –  професор факультету машинобудування Технічного університету в Кошице та координатор водневих технологій у Словаччині.

«Словаччина повинна використовувати водень як енергоносій у всіх своїх промислових галузях і в суспільному житті, де неможливо використовувати електроенергію безпосередньо». Ян Вайтершютц – Голова NVAS.

Національна воднева стратегія визначає стратегічну роль держави у використанні водневих технологій в контексті поточного розвитку в країнах-членах ЄС.

Використання водневих технологій дозволить все більшій кількості словацьких компаній брати участь у трансформації. Це створить нову інфраструктуру для виробництва та впровадження обраних типів пристроїв та обладнання. Завдяки тісній міжнародній співпраці Словаччина стане співавтором проектів і політик ЄС.

Метою Словаччини буде встановлення умов для виробництва водню, щоб словацька економіка була максимально незалежною від його імпорту.  Виходячи з наявних джерел, при виробництві водню Словаччина зосередиться на використанні електроенергії з атомних електростанцій як на найбільш прийнятному низьковуглецевому відновлюваному джерелі енергії.

Словаччина використовує водень як інертний газ у захисних атмосферах при термічній обробці сталевих виробів або при прямому відновленні залізної руди як заміну доменним технологіям у металургійних процесах, які є джерелом великих обсягів викидів.

Розвиток ринків використання водню в Словаччині вимагає впровадження інноваційних логістичних рішень для його транспортування, розподілу та зберігання. Планується використання  існуючих потужностей транспортних та розподільчих мереж природного газу. Для зберігання водню будуть використовувати існуючі підземні сховища природного газу.

У майбутньому будуть розглядатись рішення для технологічної модифікації існуючої словацької газотранспортної мережі, її розширення та з’єднання з іншими європейськими газопроводами.

Уряд перевірить можливості газотранспортної мережі з метою використання її для транспортування водню, якщо її пропускна спроможність не буде використана для транспортування природного газу. 

Газоподібний водень може бути змішаний з природним газом в газорозподільній мережі, яка добре розвинена в Словаччині. Її можна буде перепрофілювати і використовувати для транспортування та розподілу водню. Перед цим він пройде детальний експертний аналіз технічного стану. Використання водню та різних форм водневмісних газових сумішей відіграватиме вирішальну роль у декарбонізації теплового господарства.

У сегменті управління теплопостачанням, в рамках Інвестиційного плану, Словаччина взяла на себе зобов’язання вжити заходів для досягнення національного внеску Словаччини в енергоефективність з метою збільшення його до 30,3% до 2030 року, що трохи нижче європейської мети (32,5%). Для досягнення цієї мети вирішальну роль відіграватимуть сектори промисловості та будівельних технологій. Внутрішнє споживання водню буде покриватися за збудованих рахунок електролізерів та інших методів виробництва водню з низьким рівнем викидів. Найбільшими споживачами водню в Словаччині будуть промисловість, транспорт, а згодом енергетика. Основна мета полягає в тому, щоб покрити якомога більшу частину потреб у водню з внутрішніх джерел. Однак, зважаючи на енергетичні потреби, пов’язані з виробництвом водню та його очікуваним споживанням в Словаччині, в довгостроковій перспективі необхідно буде покривати частину споживання за рахунок імпорту з-за кордону. Виходячи з поточного використання водню, можна припустити, що до 2030 року Словаччина буде споживати 200 кілотонн водню на рік. Очікується, що при інтенсивному використанні водню споживання досягне 400-600 кілотонн до 2050 року – 90% з яких буде покрито за рахунок низьковуглецевих джерел.

Для того, щоб забезпечити достатні обсяги водню, виробленого в Словаччині або придбаного в інших країнах, які можуть виробляти його дешевше і використовувати у великих масштабах, уряду Словаччини необхідно:

• розробити політику стимулювання попиту в секторах кінцевого використання водню, пов’язавши її з цілями у сфері декарбонізації;
• впроваджувати допоміжні заходи, що сприятимуть створенню інноваційних продуктів, технологій та промислових рішень для виробництва та переробки водню в словацькій промисловості та енергетиці;
• участь у підготовці спільного стандарту щодо низьких викидів CO2 під час виробництва водню, а також  протягом його виробничого циклу, який має бути впроваджений у відповідному регламенті;
• запровадити спільну термінологію та критерії водневої сертифікації;
• забезпечити участь Словаччини у створенні пілотної програми з підтримки виробництва низьковуглецевої сталі та переробленої сталі, а також основних хімічних продуктів;
• врахувати сценарії виробництва водню в національних стратегічних документах з точки зору впливу на споживання електроенергії та розвиток енергетичної інфраструктури, а також як джерела електроенергії;
• в рамках законодавчої бази підтримки відновлюваних джерел енергії створити умови для видачі гарантій походження водню, виробленого з відновлюваних джерел енергії у формі власного споживання, а також створити умови для розширення гарантій походження для водню, виробленого з низьковуглецевих виробництва;
• оцінити та запропонувати допоміжні заходи.

12 червня 2023 року Уряд Словаччини затвердив із зауваженнями першу частину Плану заходів щодо успішної реалізації Національної водневої стратегії до 2026 року. Щодо самих заходів, то план передбачає створення дорожньої карти водневої декарбонізації Словаччини, створення та зміну законодавства щодо водневих технологій або підтримку пілотних проектів з виробництва водню. Він також зазначає про розвиток інфраструктури використання водню на транспорті та подальше функціонування Центру досліджень водневих технологій у Кошіце. План також включає підтримку стартапів і спіноф-компаній.

Екологічні аспекти реалізації Плану заходів щодо успішної реалізації Національної водневої стратегії до 2026 року подано разом із всіма документами на розгляд уряду.  

Детально розглянемо вплив на  кожен компонент довкілля

---

Клімат – позитивний вплив

План заходів, який передбачає виробництво 1 200 тон відновлюваного та низьковуглецевого водню на рік до 2026 року, має позитивний вплив на клімат, дозволяючи значно скоротити викиди парникових газів.

Зокрема, план дозволить заощадити від 7 до 8 тисяч тон CO2-екв на рік, що  є значним кроком у зусиллях, спрямованих на досягнення кліматичної нейтральності та скорочення викидів парникових газів.

Виробництво відновлюваного та низьковуглецевого водню є основою для створення більш стійких енергетичних систем. Водень можна виробляти з відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна або вітрова енергія, а також з атомної енергії за допомогою електролізу. У процесі виробництва не викидаються парникових газів, що робить його майже безвуглецевим. 

Крім того, водень також можна виробляти низьковуглецевим способом з пластику, що не підлягає вторинній переробці, та біовідходів з низьким вмістом вуглецю.

Водень можна використовувати в широкому спектрі діяльностей, включаючи транспорт, виробництві електроенергії, опаленні будинків та промислових процесах. Його використання замінює викопні види палива, які при спалюванні утворюють велику кількість викидів CO2. 

Загалом, реалізація Плану дій може сприяти переходу Словаччини до низьковуглецевої економіки і допомогти їй досягти своїх цілей у сфері зміни клімату.

План дій зосереджений не лише на короткострокових цілях, але й є ключовим кроком у довгострокових зусиллях зі скорочення викидів парникових газів.

За оцінками NVAS, водень може сприяти скороченню парникових газів на 5-8 мільйонів тонн на рік до 2050 року. Це становитиме значну частку загальних викидів CO2 (10-30%) у таких секторах, як енергетика, транспорт і промисловість, що суттєво допоможе Словаччині досягти своїх довгострокових цілей щодо зміни клімату.

Важливо підкреслити, що початковий етап розгортання водневої енергетики до 2026 року є необхідною передумовою для досягнення цих довгострокових цілей. Без цього важливого кроку дуже важко досягти необхідного скорочення викидів у промисловості, енергетиці та транспорті до 2050.

---

Атмосферне повітря – позитивний вплив

На додаток до вищезазначених переваг з точки зору скорочення викидів парникових газів, реалізація Плану дій матиме подальший позитивний вплив на довкілля, зокрема на якість повітря.

Транспорт є одним з основних джерел викидів забруднюючих речовин, таких як оксиди азоту (NOx) та дрібнодисперсні тверді частинки (ТЧ). Однак використання водню як транспортного палива може значно зменшити ці викиди.

При спалюванні в паливних елементах водень перетворюється на воду без шкідливих викидів. Таким чином, при використанні водню в транспортних засобах, що працюють на водневому паливі, відсутні викиди в атмосферу забруднюючих речовин, таких як оксиди азоту або тверді частинки. Це зробить значний внесок у покращення якості повітря, особливо в міських районах, де транспорт є основним джерелом цих викидів.

Таким чином, реалізація Плану дій матиме не лише довгострокові вигоди у вигляді скорочення викидів парникових газів та боротьби зі зміною клімату, але й короткострокові вигоди у вигляді покращення якості повітря та здоров’я населення.

Очікується, що впровадження транспортних засобів на паливних елементах зменшить прямі у транспортному секторі на 0,9-1% у 2030 році.

---

Атмосферне повітря – негативний вплив

Експлуатація електролізерів великої потужності, що виробляють понад ххх тон водню на добу може створити умови для збільшення локальних викидів кисню. Кисень, хоча і є важливою частиною нашої атмосфери і необхідним для життя, у підвищених концентраціях може становити небезпеку. Наприклад, підвищений рівень кисню може збільшити займистість матеріалів і вплинути на екосистеми в безпосередній близькості від великомасштабних електролізерів.

Однак, в контексті реалізації Плану дій, в Словаччині не очікується встановлення таких великомасштабних електролізних установок. Натомість передбачається будівництво низки електролізерів меншої потужності, які будуть розміщені по всій країні.

Такий підхід має кілька переваг. Розгортання менших електролізних заводів означає, що вплив на місцеві екосистеми та якість повітря буде мінімізовано. Це також дозволяє кращий контроль і регулювання процесу електролізу, а також підвищує безпеку експлуатації.

Таким чином, хоча експлуатація електролізерів великої потужності може потенційно становити ризики, воднева стратегія Словаччини спрямована на мінімізацію цих ризиків при одночасній максимізації екологічних та кліматичних переваг.

---

Вода – негативний вплив

При виробництві водню шляхом електролізу вода (H2O) розкладається на водень (H2) і кисень (O2) за допомогою електрики. Процес відносно простий, і основне рівняння виглядає наступним чином:

2H2O → 2H2 + O2

Розглядаючи споживання води для виробництва водню електролізом, корисно враховувати молекулярні маси води і водню. Молекулярна маса води становить близько 18 грамів на моль, тоді як молекулярна маса водню становить приблизно 2 грами на моль.

При розкладанні 9 кг (або 9 літрів, враховуючи, що маса води становить близько 1 кг на літр) води можна отримати 1 кг водню. Отже, для виробництва 1 тонни (тобто 1000 кг) водню потрібно приблизно 9000 літрів води.

Ця оцінка є спрощеною, і в реальних умовах споживання води може бути вищим, оскільки присутні такі фактори, як втрати.

Крім того, на практиці використовуватися може не тільки питна вода. Можна також використовувати воду з річок або з очисних споруд, яка згодом очищається до якості, придатної для електролізу водню методом зворотного осмосу. Цей процес видаляє з води домішки і солі та покращує якість.

Оцінюючи споживання води для виробництва водню, важливо враховувати реальні умови, які можуть вплинути на загальне споживання. Виходячи з практичного досвіду, для виробництва 1 кг водню потрібно приблизно від 12 до 18 літрів води.

Слід також зазначити, що вода, яка використовується в електролізі, може бути перероблена і використана повторно, що зменшує загальне споживання води. Тим не менш, важливо дбати про ефективне використання водних ресурсів, особливо в районах з дефіцитом води.

Отже, хоча виробництво водню шляхом електролізу потребує певної кількості води, існують методи для підвищення ефективності та мінімізації споживання води. Використання води з річок та очисних споруд також допомагає зменшити тиск на ресурси питної води.

За оцінками Плану дій, очікується, що щорічно буде вироблятися 1 200 тонн водню. Приблизно половина цієї кількості, як очікується, буде вироблятися шляхом електролізу води, в той час як решта має бути отримана шляхом термолізу з пластику, що не підлягає вторинній переробці, та біовідходів.

З точки зору споживання води, виробництво водню шляхом електролізу може споживати від 8 000 до 12 000 м3 води на рік. Це відповідає притоку води від 0,25 до 0,38 літрів на секунду. Для кращому розумінні – ця кількість води еквівалентна потоку з двох кухонних кранів у типовому домогосподарстві.

Важливо пам’ятати, що воду можна отримати з різних джерел, включаючи річки або очисних споруд, а потім використовувати очищену до якості, придатної для виробництва водню, за допомогою зворотного осмосу. Це зменшує навантаження на ресурси питної води і сприяє сталості всього процесу виробництва водню.

В контексті очікуваного використання водню в національній економіці Словаччини у 2030 році очікується споживання приблизно 80 000 тон водню на рік. Це вимагатиме споживання води в обсязі приблизно 1 млн м3. 

Однак важливо зазначити, що Словаччина буде споживати лише від 200 000 до 300 000 м3 води, що становить приблизно безперервний потік води до електролізерів зі швидкістю 8 літрів на секунду.

Це пояснюється тим, що більша частина водню буде імпортуватися з-за кордону. Цей факт зменшує попит на внутрішні водні ресурси і сприяє ефективному використанню наявних водних ресурсів у Словаччині.

Таким чином, стратегія використовує поєднання внутрішнього виробництва та імпорту водню для забезпечення що необхідна кількість водню буде доступна для національної економіки, при цьому мінімізуючи тиск на внутрішні водні ресурси.

• Природоохоронні території – вплив відсутній.
• Транскордонний вплив – відсутній.

Заходи щодо мінімізації впливу

При виробництві та використанні відновлюваного та низьковуглецевого водню необхідно вжити заходів для пом’якшення негативного впливу на довкілля. В рамках Національної воднева стратегія Словаччини передбачає наступні кроки:

1. ефективне використання водних ресурсів: при виробництві водню шляхом електролізу буде зроблено акцент на ефективному використанні водних ресурсів. Використовуватимуться технології зворотної гідроенергетики. Будуть використовуватися технології осмосу для очищення води з річок або очисних споруд до відповідної якості для виробництва водню.
2. виробництво водню з відходів, що не підлягають переробці: частина водню буде вироблятися шляхом термохімічного розкладання пластику та біовідходів, що не підлягають вторинній переробці, що сприяє вирішенню проблеми відходів.
3. використання відновлюваних джерел енергії: використання відновлюваних джерел енергії дозволяє зменшити викиди парникових газів.
4. впровадження технологій зберігання та розподілу водню: будуть розроблені технології зберігання та розподілу водню, а також розроблятимуться та впроваджуватимуться технології безпечного зберігання та розподілу водню з метою мінімізації впливу на довкілля.
5. 5. дослідження та інновації: продовжуватимуться інвестиції в дослідження та розробки в галузі водневих технологій з метою підвищення їх ефективності мінімізації впливу на довкілля.
6. імпорт водню: там, де це можливо і економічно доцільно, імпорт великих кількостей водню з-за кордону, щоб зменшити тиск на внутрішні водні ресурси.

Разом ці заходи допоможуть мінімізувати негативний вплив виробництва та використання водню на довкілля в Словаччині.

Будівництво нових відновлюваних джерел енергії  для виробництва водню в електролізерах та інших видів виробництва водню буде підлягати ретельній оцінці відповідно до Закону 24/2006 Зб. «Про оцінку впливу на довкілля» та про внесення змін і доповнень до деяких Закону.

Оцінка впливу на довкілля (ОВД) є ключовим інструментом для забезпечення того, щоб всі потенційні впливи на довкілля, пов’язані з такими проектами, були належним чином визначені, оцінені та враховані в процесі планування та прийняття рішень щодо цих проектів.

Передбачається, що критерієм для проходження процедури ОВД буде встановлений на рівні 20 МВт встановленої потужності або якщо добова потужність виробництва водню перевищує 5 тон. Це значення враховує необхідність збалансування впливу на довкілля  з потребою в розробці нових технологій та інфраструктури для підтримки водневої економіки. Наразі ліміти перебувають на стадії перебувають у процесі затвердження на європейському законодавчому рівні і ще не є остаточними.

Підготувала Марія Лопушанська, голова комітету ОВД та СЕО Асоціації професіоналів довкілля PAEW

Про Асоціацію